3.2. Факторы риска аварий и катастроф на химически опасных объектах

Химически опасными являются практически все объекты, на которых в той или иной мере применяются химические технологии. Это прежде всего хими­ческие, нефтехимические и подобные им заводы и предприятия, хранилища опасных химических веществ¹ и склады нефтепродуктов.

К объектам с химической технологией следует отнести и значительную часть объектов нехимических отраслей промышленности, где в технологиче­ских процессах применяются опасные вещества и имеют место химические превращения.

В силу того, что объекты с химической технологией являются потенциаль­ными источниками опасных веществ и загрязнения окружающей среды, они могут быть названы объектами химического риска.

По меткому определению академика В.А. Легасова, при аварии любого промышленного объекта, процесс разрушительного высвобождения его собст­венного энергозапаса, при котором сырье, промежуточные продукты, продук­ция предприятия и отходы производства, вовлекаясь в аварийный процесс, создают поражающие факторы для населения и окружающей среды, уровень химического риска характеризуется довольно высокими значениями.

В дальнейшем в понятие объекта с химической технологией (объекта хими­ческого риска) будем включать объекты, которые производят, перерабатыва­ют, используют, транспортируют, обрабатывают, хранят или удаляют опасные вещества.

Заметим, что под опасными веществами обычно понимаются индивидуаль­ные вещества (соединения) природного или искусственного происхождения, способные в условиях производства, применения, транспортировки, перера­ботки, а также в бытовых условиях оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду. Эти вещества могут иметь не только химическую, но и биологическую природу.

Опасность объектов с химической технологией для человека и окружающей среды может проявляться при нормальном их функционировании. Это связа­но с технологическими выбросами, сбросами, а также утечками опасных ве­ществ.

¹ Согласно ГОСТам [26, 27] к опасным химическим веществам относятся отравляющие вещества (БОВ), аварийно химически опасные вещества (АХОВ), а также вещества, вызывающие преимущественно хронические заболевания.

Вместе с тем, как и в случае с радиационными авариями и катастрофами, безусловно, наиболее масштабны и опасны техногенные загрязнения при ава­риях и катастрофах на объектах, использующих химические технологии, осо­бенно на химически опасных объектах, где производятся, перерабатываются, используются, транспортируются, хранятся или удаляются аварийно химиче­ски опасные вещества, аварийные выбросы и сбросы (разливы) которых не­редко приводят к катастрофическим последствиям.

Безопасность функционирования химически опасных объектов, как отме­чалось выше, зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, продуктов производства, характера технологического процесса, конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химиче­ских веществ, наличия и состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т.д. Кроме того, безопасность производства, использования, хранения и пе­ревозок АХОВ в значительной степени зависит от уровня организации профи­лактической работы, своевременности и качества планово-предупредитель­ных ремонтных работ, подготовленности и практических навыков персонала, наличия системы надзора за состоянием технических средств противоаварий-ной защиты.

Наличие большого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования химически опасных объектов, определяет сложность ре­шения проблемы предупреждения химических аварий и катастроф.

И все же прежде всего безопасность функционирования химически опас­ных объектов зависит от токсичности используемых в производстве веществ.

В настоящее время принято в качестве количественной меры токсичности АХОВ использовать величины их концентраций и доз вещества. Причем наи­более часто пользуются такими характеристиками, как пороговая концентра­ция, предел переносимости, смертельная концентрация, значения токсичес­ких доз, соответствующих определенному эффекту поражения.

Под пороговой понимается минимальная концентрация, при которой воз­никает ощутимый физиологический эффект и наблюдаются первые признаки поражения. Предел переносимости — это концентрация, которую человек мо­жет выдержать определенное время, не получив устойчивого поражения. Ана­логией для предела переносимости является предельно допустимая концент­рация). Токсическая доза (токсодоза) выражается количеством вещества, вы­зывающим определенный токсический эффект.

При анализе и оценке химической обстановки, возникающей при распро­странении в окружающей среде АХОВ, принято величину токсодозы опреде­лять как произведение средней за время воздействия концентрации АХОВ в воздухе на время пребывания в зараженной атмосфере (Ct) — в случае инга­ляционных поражений, и как величину массы жидкого или твердого АХОВ, попавшей на кожные покровы человека — при кожно-резорбтивных пораже­ниях.

В практике проведения расчетов по анализу, оценке и прогнозированию поражающего воздействия АХОВ используют следующую градацию токсодоз в зависимости от возникающих последствий:

• средняя смертельная токсодоза, вызывающая поражение со смертель­ным исходом у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ (обозначается: в случае ингаляционного воздействия LQ^, при кожно-резорбтивном воздействии — LDt50);

• средняя выводящая из строя токсодоза, вызывающая поражение не ниже средней степени тяжести у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ людей (обозначается: в случае ингаляционного воздействия JCt50, при кож-но-резорбтивном воздействии — JDt5o);

— средняя пороговая токсодоза, вызывающая начальные симптомы у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ людей (обозначается: в случае ингаляцион­ного воздействия — PCt5o, при кожно-резорбтивном воздействии — PDt5o).

Кроме токсодоз, для оценки поражающего действия АХОВ может исполь­зоваться такой критерий, как наибольшее значение концентрации в облаке токсического вещества, при которой нахождение в облаке не более 30 мин. не приводит к необратимым изменениям в организме человека. Этот критерий принято обозначать JDLH. Численные значения токсодоз некоторых АХОВ иллюстрируются данными табл. 3.2.

Таблица 3.2

Пороги поражения человека АХОВ

АХОВ	Порговые токсикодозы
	LDt50, мг/кг	LCt50, (мг-мин)/м3	JDLH, мг/м3
Аммиак	21	—	350
Фосген	0,3	3 200	8,36
Оксид углерода	94	3 817	1 650
Метилизоцианат	—	2 900	48,2
		(проверено на крысах)
Цианистый водород	37	1 000	57,2

Необходимо иметь в виду, что значения токсодоз являются постоянными лишь для сравнительно кратковременных экспозиций, не превышающих 40—60 минут. При более продолжительных воздействиях или при малых кон­центрациях имеют большее значение величины пороговых токсодоз.

Следует отметить, что продолжительность поражающего действия АХОВ также определяется многими факторами. Она зависит от физико-химических свойств вещества, метеорологических условий, характера подстилающей по­верхности и т.п.

Пространственно-временные параметры химической обстановки, склады­вающейся при авариях на объектах с АХОВ, оказывают влияние на функцио­нальную структуру химического мониторинга и учитываются при его разра­ботке.

Как отмечалось выше, к числу основных параметров, характеризующих факторы техногенного риска при авариях и катастрофах на химически опас­ных объектах, относятся: концентрации АХОВ в распространяющихся пер­вичном и вторичном облаках при прохождении их через точку воздействия на человека и объекты окружающей среды; интеграл концентрации или дозовая нагрузка. Кроме того, принимаются во внимание пространственно-времен­ные параметры: размеры и глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ; время воздействия на рассматриваемый реципиент этих обла­ков.

Наиболее важным из числа этих параметров является дозовая нагрузка. По этому параметру обычно производится оценка риска поражения человека и объектов окружающей среды.

Указанные выше параметры, при некотором их уточнении, могут рассмат­риваться по отношению к экологическому риску в качестве факторов, обу­словливающих изменения в окружающей среде экологического характера и экологический риск.

Уточнения сводятся к тому, что при оценке экологического ущерба необхо­димо учитывать наличие реципиентов вредного воздействия на определенной территории, а не в точке (ограниченном районе). В данном случае реципиен­ты, если так можно выразиться, имеют площадный характер. В связи с этим факторы экологического риска в более значительной мере связаны с про­странственно-временными характеристиками химического заражения терри­торий.

С учетом сделанных замечаний, в числе факторов, влияющих на формиро­вание экологических угроз и опасностей и их характер, т.е. факторов экологи­ческого риска, следует назвать: загрязнение территорий вредными химически­ми веществами, в том числе ксенобиотиками — веществами, не участвующи­ми в циклах естественного круговорота и чуждыми биогеоценозам; простран­ственно-временные характеристики полей химического заражения, атмосфе­ры, гидросферы и почвы; характер и кинетика процессов включения загрязня­ющих среду химических веществ в биомассу растений и живых организмов, а также происходящих при этом биохимических превращений; биологическое накопление загрязняющих веществ и формирование дозовых нагрузок.

Рассматриваемые факторы связаны между собой, особенно это касается второго и третьего факторов.

Основным и как бы замыкающим цепочку и результирующим фактором является биологическое накопление вредных химических веществ в живых ор­ганизмах и формирование испытываемых ими дозовых нагрузок. Дозовые на­грузки в конечном счете определяют экологический ущерб, который выража­ется в степени деградации флоры и фауны и уменьшении видового разнообра­зия, дегармонизации естественных процессов, нарушении биотической само­регуляции и экологических равновесий, биогеохимических циклов, ухудше­нии здоровья людей по экологическим показателям, снижении их жизнедея­тельности, а также снижении адаптационных возможностей природных, при-родно-антропогенных образований и экосистем по отношению к негативным воздействиям.

Каждый из упомянутых видов экологического ущерба характеризуется определенными показателями. Например, уменьшение биоразнообразия име­ет такие показатели, как удельную значимость того или иного вида в сообще­стве, структуру сообщества живых организмов.

Необходимо отметить, что роль и значение первого из рассматриваемых факторов экологического риска не сводится только к формированию дозовых нагрузок на живые организмы, химическое заражение территорий, особенно веществами, не участвующими в биогеохимических циклах, чуждыми биогео­ценозам и не адаптируемыми ими, ведет к изменению состава компонентов окружающей среды и влияет на условия существования живых организмов и процессы биотической регуляции.